Равновесия фазовые в газовых системах

На рис. 141 представлена фазовая диаграмма системы этан—вода . Подобная общая характеристика может быть применена ко всем углеводородным системам. Линия ВЕ соответствует равновесию системы, содержащей газ, гидраты и воду, линия FEG представляет собой точки росы углеводородов (в данном случае этана). Точкам является квадрупольной в ней существует две жидкие фазы (вода и углеводород), одна твердая фаза (гидрат) и газовая фаза. Линия BD соответствует температуре замерзания воды, левее нее могут существовать две твердые фазы (лед и гидрат). [c.216]

Пользуясь эмпирическими соотношениями (12.30) и (12.31), можно рассчитать расходы газа и абсорбента и температуру для каждой тарелки, а следовательно, найти для каждой тарелки отношение L/G и значение константы К фазового равновесия каждого компонента системы при условиях р и / на дан нбй тарелке. Имея эти данные, нетрудно рассчитать соответствующие значения факторов абсорбции А для всех тарелок и всех компонентов газовой смеси. В последующей стадии расчета подстановка найденных значений А для каждого компонента в уравнение (12.22) дает возможность определить для них значения коэффициентов извлечений, с помощью которых могут быть рассчитаны составы извлеченной смеси и остаточного газа. [c.392]

Фазовые равновесия веществ 72 Контрольные вопросы 74 Глава 5. ГАЗОВЫЕ СИСТЕМЫ 74 [c.2]

Практическое использование оксидов системы N1-Мп—О [1] делает актуальным изучение фазовых равновесий в этой системе. В литературе имеются экспериментальные данные о фазовых равновесиях в системе, находящейся на воздухе [2] (рис. 1) и в условиях переменного давления кислорода в газовой фазе [3, 4] (рис. 2, 3). Они позволяют построить хотя [c.71]

На рис. 32.11 даны фазовые диаграммы системы ННз—НгО, на которые нанесены — кривая равновесия между жидкой и твердой фазами и изобары составов насыщенных жидкости и пара рис. 32.11, а), а на рис. 32.11, б — изотермы составов насыщенных жидкости и пара, сходящиеся в критических точках (указаны наверху). Эти диаграммы позволяют определить состав жидкости при заданном составе пара или наоборот. При этом содержание аммиака в газовой фазе всегда больще, чем в равновесной с ней жидкой фазе при одинаковых температуре и давлении. [c.336]

Компоненты твердой фазы переходят в газовую, как правило, при высоких температурах. Это создает существенные трудности при экспериментальном исследовании фазового равновесия в таких системах. Другой особенностью систем такого типа является то, что при высоких температурах происходят процессы образования и диссоциации химических соединений, состоящих из компонентов системы. Поэтому условия фазового равновесия должны рассматриваться в совокупности с химическими реакциями, протекающими в системе. [c.257]

Чаще всего компоненты твердой фазы сильно различаются по летучести. Для экспериментального исследования условий фазового и химического равновесия в таких системах наиболее распространенным стал следующий прием. Инертный газ с известным содержанием более летучего компонента при выбранных температуре и давлении приводится в контакт с твердым образцом, представляющим собой чистый, менее летучий компонент или смесь обоих компонентов известного состава. В зависимости от составов твердой и газовой фаз либо летучий компонент из последней переходит в твердую фазу, либо наоборот. Предельным состоянием указанных процессов является состояние равновесия, но достижении которого определяется состав твердой фазы, находящейся в равновесии с газовой фазой заданного состава. [c.257]

Цикл ис Д. С. Расслоение газовых смесей. Фазовые равновесия в двойных системах при сверхкритических параметрах. М., Химия , 1969. 160 с. [c.42]

Таким образом, по данным газо-жидкостной хроматографии представляется возможным рассчитывать коэффициенты активности компонентов в бесконечно разбавленных растворах. Это имеет очень важное практическое значение, поскольку эти величины весьма затруднительно определять другими методами. Нужно, однако, учитывать, что в изложенных выше рассуждениях рассматривается система газ — носитель — летучий компонент — неподвижная фаза, нанесенная на насадку, т. е. предполагается, что твердый носитель является инертным и не оказывает никакого влияния на фазовое равновесие в указанной системе. Как показывает практика, это условие не всегда выполняется. На поверхности носителя возможна адсорбция компонентов исследуемых смесей, оказывающая большое влияние на условия их равновесного распределения между газовой и неподвижной фазами. Это приводит к существенным отклонениям коэффициентов активностей летучих компонентов в бесконечно разбавленных растворах в малолетучих растворителях, найденных по данным газо-жидкостной хроматографии, от значений, определенных другими методами. Наибольшее влияние адсорбции на поверхности носителя обнаруживается при использовании для хроматографических экспериментов жидких фаз, полярность которых значительно меньше полярности исследуемых летучих веществ. Это влияние проявляется в асимметричности хроматографических пиков (появление адсорбционных хвостов ), а также в изменении удерживаемого объема с изменением величины вводимой пробы. Отмеченные явления обусловлены нелинейностью изотерм адсорбции на твердых поверхностях и обнаруживаются при использовании обычно применяемых носителей — кизельгура, огнеупорного кирпича, силикагеля, окиси алюминия, целита, пористого тефлона. [c.61]

Системы с кристаллическими фазами, имеющими при температурах кристаллизации небольшие давления пара, называются конденсированными. Небольшие изменения внешнего давления вызывают в этих системах едва заметное смещение фазового равновесия. Поэтому при рассмотрении конденсированных систем можно пренебречь газовой фазой и влиянием давления на равновесие. Обычно исследуют равновесие в этих системах под давлением в 1 атм, что приводит к уменьшению числа степеней свободы на единицу. В этом случае правило фаз выражается уравнением [c.416]

Экспериментальному определению растворимости элюента в неподвижной жидкости посвящено, к сожалению, очень небольшое число работ [9, 22]. Оценка величины растворимости по литературным источникам приводится в работе [23]. Там же оценены возможности и ограничения газохроматографического метода при исследовании растворимости элюента в неподвижной жидкости. Определение констант фазового равновесия в гетерогенной системе жидкость—газ при высоких давлениях с помощью газовой хроматографии выполнено в работах [24, 25], где проводился учет увеличения количества неподвижной жидкости за счет растворенного газа-носителя, который мог быть многокомпонентной смесью. Аналогичный учет при определении также и термодинамических характеристик сорбции проведен авторами работы [23]. [c.23]

Вывод уравнения (241) мы относили к гомогенной реакции, но это ограничение легко снимается, и уравнение становится приложимым к любому химическому равновесию (независимо от присутствующих фаз). Если реагирующая система наряду с газообразной фазой содержит твердую и жидкую фазы, то ясно, что когда система в целом будет находиться в равновесии, то будут иметь место и химическое равновесие в газообразной фазе и фазовое равновесие между различными фазами. Другими словами, любую реакцию можем условно рассматривать как гомогенное равновесие в газовой фазе, поскольку можно считать, что все вещества обладают некоторым давлением насыщенного пара. Кроме того, для равновесия между фазами мы имеем уравнения [c.202]

Конечно, все три составляющие присутствуют как в газовой, так и в жидких фазах, и в системе будут существовать три одновременных равновесия 1) химическое равновесие в жидкой фазе 2) химическое равновесие в газовой фазе и 3) фазовое равновесие. Мы можем или непосредственно рассматривать химическое равновесие в жидкой фазе, или считать его сочетанием двух других равновесий и трактовать его так, как если бы реакция целиком происходила в газовой фазе. Так как изменение изобарного потенциала для любой реакции совершенно не зависит от механизма или промежуточных стадий процесса, то между этими методами практического различия нет. [c.574]

Циркуляционный метод в отличие от динамического характеризуется циркуляцией газовой смеси, содержащий летучий компонент, над исследуемыми твердыми фазами. Эксперимент обычно начинают с того, что в замкнутую систему с образцом вводят Нг. Контактируя многократно с оксидом (сульфидом, карбидом, нитридом), водород обогащается водяными парами (парами HgS, СН4, NH3) до тех пор, пока не наступит равновесие между газовой и конденсированными фазами. Для контроля за состоянием системы применяют метод отбора и анализа газовых проб, измерение теплопроводности платиновой нити (катарометр) i[45], метод э. д. с. с твердым электролитом [46]. Равновесный состав конденсированных фаз, как и в динамическом методе, определяют по изменению массы при полном восстановлении образца или в результате химического и фазового анализа. [c.28]

При описании фазовых равновесий в подобных системах парциальное давление кислорода в газовой фазе является важным параметром. Диаграммы, изображающие проекции поверхностей ликвидуса с изотермами ликвидуса и кривыми фракционного разделения, должны быть дополнены в этих случаях кривыми, указывающими равновесное парциальное давление кислорода в газовой фазе. Также должны быть установлены новые критерии отклонений путей равновесной кристаллизации. Составы конденсированных фаз изменяются в процессе кристаллизации таким образом, что это изменение описывается прямыми линиями, направленными к кислородной вершине номинальной модели, обычно применяемой для графического изображения подобных систем. [c.58]

В термодинамике состояние системы, как правило, описывается параметрами давления р и температуры Т. Конечный состав продуктов взаимодействия определяется константой равновесия, а направление течения процесса— упругостью диссоциации и изменением изобарного потенциала или свободной энергии системы. Для определения фазового состава системы в состоянии равновесия используют правило фаз, причем при рассмотрении равновесий в системах с участием летучих компонентов (сульфидов, окислов, хлоридов и т. д.), к которым относится большинство обжиговых процессов, необходимо принимать во внимание состав газовой фазы или равновесное давление летучего компонента.В этом случае правило фаз записывается в следующем виде [c.38]

Расчеты процесса промысловой сепарации природного и нефтяного газа, а также заводской его переработки сводятся к расчету равновесия фазовых превращений. Фазовые превращения углеводородных систем описываются системой уравнений фазовых концентраций, которые позволяют рассчитать разделение исходной системы на газовую и жидкую фазы и определить компонентный состав фаз в условиях термодинамического равновесия. [c.157]

Восстановление условий и времени формирования залежей газа связано с изучением ряда гидрогеологических показателей, главным образом газонасыщенности пластовых вод сеноманского продуктивно(го гО ризонта. Как показали расчеты, воды сеноманского продуктивного горизонта характеризуются дефицитом упругости растворенных газов, что свидетельствует об отсутствии фазового равновесия газа в системе газовая залежь — пластовая вода. [c.129]

В рассматриваемом случае при i=71 -С и р=41,2 -10 Па м-пентан в чистом виде может существовать только как жидкость. Для расчета константы его фазового равновесия требуется знание фугитивности чистого к-пентана при i=71 и р=41,2-10 Па в газовой фазе. Для этого придется пренебречь влиянием давления на фугитивность жидкости и принять, что фугитивность жидкого компонента при общем давлении системы та же, что и при давлении его насыщенного пара. [c.50]

Второй способ отбора пробы газовой фазы заключается в подключении к сосуду равновесия в самого начала опыта пробоотборника высокого давления, соединяющегося в процессе опыта с пространством, занятым газовой фазой. После установления фазового равновесия в системе пробоотборник отключается от сосуда, и проба из него выпускается и анализируется. [c.27]

На рис. 24 даны кривые зависимости констант фазового равновесия н-декана от соотношения содержаний азота и метана в газовой фазе тройной системы п-Сю — С —N2. [c.48]

Исследуя фазовое равновесие в квазитройной системе СО2 — ацетон — глицериды олеиновой кислоты при давлении 130 кгс/см и температурах 70, 100 и 110°С, они нащли, что содержание глицеридов в газовой фазе этой системы намного выще, чем в квазибинарной системе СОз — глицериды олеиновой кислоты, т. е. в отсутствии ацетона. В интервале температур, в которых исследовалась квазитройная система, содержание глицеридов в газовой фазе увеличивалось с понижением температуры при постоянном давлении (табл. 62). [c.104]

Жузе Т. П., Юшкевич Г. Н., Ушакова Г. С. Изучение фазового равновесия в ширококипящих углеводородных смесях с газовым компонентом.— В кн. Миграция нефти и газа и фазовые равновесия в углеводородных системах при высоких давлениях. М., 1969, с. 106—127. [c.155]

Испарение и конденсация. Любое вещество в жидком или кристаллическом состоянии подвергается испарению, т. е. переходу в газовое состояние. Этот переход, будучи эндотермичным, осуществляется самопроизвольно, поскольку он сопровождается увеличением энтропии системы. Скорость процесса испарения, очевидно, про-порниональна концентрации молекул вещества в жидкой фазе поэтому процесс испарения идет с некоторой постоянной скоростью при определенной температуре. То же относится и к скорости процесса испарения вещества в кристаллическом состоянии. Очевидно, что в процессе испарения или сублимации концентрация молекул вещества в жидкой или твердой фазе не изменяется уменьшается только общее количество вещества, составляющего жидкую или твердую фазу. Что касается газовой фазы, то если процесс испарения или сублимации происходит в замкнутой системе, концентрация молекул испаряющегося вещества в газовой фазе непрерывно возрастает. По мере возрастания концентрации вещества в газовой фазе возникают условия для протекания процесса, обратного испарению, — конденсации (сл<ил<еиия нли десублимации). Скорость экзотермического процесса конденсации, очевидно, пропорциональна концентрации молекул вещества в газовой фазе поэтому процесс конденсации в замкнутой системе идет со все возрастающей скоростью. Когда скорость процесса конденсации становится равной постоянной скорости процесса испарения, очевидно, наступает равновесие между газовой и жидкой (твердой) фазами, т. е. фазовое равновесие, которое характеризуется постоянством концентраций вещества не только в конденсированной, но и в га- [c.98]

Однокомпонентные системы. На фазовой диаграмме однокомпонентной смеси типа изображенной на рис. 5.1 каждая из фаз представлена в виде открытой зоны, твердая фаза — в зоне выше линий АВ и левее линии ВО. Вдоль линии типа АВ две фазы находятся в равновесии, в данном случае это твердая и газовая фазы. В точке пересечения трех линий, точка В, три фазы находятся в равновесии это наибольшее число фаз, способных сосуществовать в равновесии в однокомпонентных системах. Как будет показано позднее, чистые твердые фазы могут иметь несколько стабильных кристаллических форм, поэтому зона твердой фазы АВО может быть представлена несколькими областями. Поскольку некоторые классы веществ могут образовывать жидкие кристаллы, зона ВВС также может состоять из нескольких областей. Точка С — критическая точка диаграммы, по достижении которой исчезают различия между свойствами жидкости и газа. Критические точки, соответствующие другим парам фаз, отсутствуют. Штриховыми линиями показаны границы зон метаста-бильной переохлажденной жидкости и перегретого пара. [c.252]

Итоги нашего исследования приведены на рис. 4—6. При построении диаграмм использованы экспериментальные данные фазовых равновесий в бинарных системах N1—О и Мп—О [5, 6]. Все проекции равновесной фазовой диаграммы отражены на этих рисунках без учета возможной нестехиомет-рии по кислороду оксидных твердых фаз. Хотя наличие такой нестехиометрии и установлено в работах [1, 5, 7], количественных результатов для построения диаграммы явно недостаточно. В связи с этим линии на рис. 6, соответствующие твердым растворам со стехиометрией МеО, Мбз04 и МегОз (где Ме = Мп, N1), на самом деле обозначают области гомогенности соответствующих растворов по кислороду и имеют не бесконечно малую, а конечную, но неизвестную нам толщину. Следует отметить, что на всех диаграммах (рис. 1—6) для всех без исключения областей подразумевается присутствие равновесной этим областям газовой фазы. На рис. 6 мы не приводим положение области 15, которая представлена на рис. 2, 3. Отражение ее на рис. 6 потребовало бы либо непомерного увеличения этого рисунка, либо непомерного уменьшения масштаба областей, показанных на нем. [c.72]

Особый интерес в этом отношении представляют карбиды, нитриды, бориды и силициды металлов. Составы этих соединений могут изменяться в значительном интервале, что позволяет рассматривать их как твердые растворы. При испарении их при низком давлении состав образующейся газовой фазы, как правило, отличается от состава твердой фазы и соотношение компонентов в последней в процессе испарения изменяется. Было отмечено, однако, что в ряде случаев состав твердой фазы стремится к некоторому постоянному значению. Такое положение было обнаружено, в частности, при изучении испарения монокарбидов ниобия, тантила и вольфрама [100—102]. Состав твердой фазы, испаряющейся без изменения состава и названной конгруэнтно испаряющимся раствором, является только функцией температуры, с повышением которой возрастает содержание металла. Р. Г. Аварбэ и С. С. Никольский предложили использовать явление образования конгруэнтно испаряющегося раствора для расчета условий фазового равновесия в бинарной системе тина твердое тело — газ [103]. Как известно, скорость испарения вещества с открытой поверхности в вакуум выражается уравнением Лэнгмюра [c.263]

Использование эмпирических соотношений (VI, 20) и (VI, 21) позволяет расчитать расходы газа и масла и температуры на каждой тарелке, а следовательно, позволяет найти для каждой тарелки отношение- и значение константы К, фазового равновесия каждого компонента системы для условий р я t данной тарелки. Имея эти данные, нетрудно рассчитать соответствующие значения факторов абсорбции для всех тарелок и всех компонентов газовой смеси. В последующей стадии расчета, подстановка найденных значений А1 для каждого компонента в уравнение (VI, 14) дает возможность рассчитать для них значения коэффициентов извлечения, с помощью которых может быть рассчитан состав остаточного газа и общее число поглощенных молей газа. Полученные результаты расчета должны согласовываться с предварительно сделанными допущениями. [c.166]

При рассмотрении Т—лг-проекций фазовой диаграммы системы KзZгF7 видно, что линия состава пара С"0" пересекает линию ликвидуса в точке М и линию солидуса в точке N. В этих точках наблюдается совпадение составов двух из трех равновесных фаз (в точке М — состав насыщенного пара и расплава, а в Л — состав твердой и газовой фаз). Согласно правилу фаз эти точки являются нонвариантными точками в системе. В этих точках берут начало двухфазные равновесия, которые соответствуют азеотропной перегонке жидкой и твердой фаз. [c.174]

Повышение давления элюента вызывает уменьшение средних расстояний между молекулами, что ведет к возрастанию сил меж-молекулярного взаимодействия, определяющих растворяющую способность элюента по отношению к сорбату. Универсальным образом связь между давлением, природой и растворяющей способностью элюента, характеризуемой количеством растворенного сорбата в единице объема элюента, выражается уравнением состояния смеси элюент—сорбат. Знание уравнения состояния подвижной фазы позволяет, используя термодинамические закономерности, определить зависимость коэффициента распределения сорбата от давления и, следовательно, отразить влияние неидеаль-ности газовой фазы на фазовое равновесие в хроматографической системе. Однако в силу сложности и многообразия межмо-лекулярных взаимодействий в сжатых газах в настоящее время отсутствует универсальное уравнение состояния для реальных газов, а тем более для смесей реальных газов, справедливое и удобное для применения в широком диапазоне давлений. Наиболее подходящим из известных уравнений состояний реальных газов [10] для этой цели являются вириальное уравнение для области повышенных давлений и уравнение Ван-дер-Ваальса для области высоких давлений. [c.13]

На возможность гетерогенного равновесия газ — газ указывал еще Ван-дер-Ваальс и другие. Однако эксперимрнтальное подтверждение эти предположения получили совсем недавно в работах И. Р. Кричевского, П. Е. Большакова и Д. С. Циклиса [Б-13]. В системе азот — аммиак, а затем в других газовых смесях (двойных и тройных) наблюдалась ограниченная взаимная растворимость газов при очень высоких давлениях, когда действие межмолекулярных сил становится столь значительным, что уже нельзя говорить об энергетической независимости газов в смеси , а поэтому и положение о неограниченной взаимной растворимости газов может быть поставлено под сомнение. Эти работы привели к ряду интересных заключений и позволили не только дать общую картину фазовых равновесий в бинарных системах, но и предположить возможность практически использовать в будущем рассматриваемый эффект для разделения газов. [c.328]

Прежде всего рассмотрим фазовую диаграмму системы вода—метан (см. рис. 2.4). Здесь кривая Я определяет трехфазное равновесие газа (метана), жидкой воды и газового гидрата (КС-1), причем величина с1 пр1йТ на кривой больше [c.26]

В. Расчет изменения энергии Гиббса можно выполнять дл превращения стехиометрических количеств компонентов по уравнению, справедливому для любых фаз Аб = А(угм.г ). Если, однако, реакция проводится в большой системе (концентрации компонентов при реагировании небольших количеств веществ практически не изменяются), и система находится в равновесии (бесконечно медленная реакция), то устанавливаетсж фазовое равновесие, при котором химический потенциал компонента в жидкой (ц ) и паровой ( хг) фазах одинаков = = 1 . Значит, изменение энергии Гиббса для превращения стехиометрических количеств веществ в жидкой (ДО ) и паровой (газовой) фазах (ДО) одинаково [c.81]

Кратко остановимся на вопросе расчета состава газовой и жидкой фаз смесей углеводородов с надкритическими газовыми компонентами, такими как метан и его гомологи, яри высоких давлениях. Такие смеси в виде газоконденсатных и газонефтяных залегают на разных глубинах осадочной толщи земли. Из-за отсутствия теоретических методов расчета фазового равновесия таких смесей при высоких давлениях определение состава их равновесных фаз ведут по константам фазового равновесия углеводородов К ). Величина углеводорода I представляет собой отношение его мольных долей в равновесных газовой и жидкой фазах системы. Величина К зависит не только от температуры и давления системы и от природы углеводорода 1, но и от природы и концентрации всех других компонентов системы. Константы фазового равновесия углеводородов определяются по атласу констант, периодически публикуемому Американской ассоциацией для снабжения и переработки природного газа. Методы расчета состава фаз в углеводородных системах с помощью констант фазового равновесия подробно описаны в ряде работ [Е11ег1 С. К-, 1957 г. Степанова Г. С., 1974 и Намиот А. Ю., 1976 и др.]. [c.14]

Для характеристики условий полного перехода различных газонефтяных смесей в газовую фазу при разных температурах приведены кривые зависимости давления схождения этих смесей (Рсу) от температуры (рис. 19). Под давлением схождения в нефтяной литературе понимают то давление при данной тем1пературе системы, при котором константы фазового равновесия всех ее компонентов становятся равными единице. В. термодинамике это давление называют критическим давлением системы при дайной температуре. Оно отличается от истинного критического давления, характерного для системы при ее,критической температуре. Кривые (см. рис. 19) построены по материалам, полученным при изучении фазового равновесия ряда систем, состоящих из широких нефтяных фракций и газа, при пх весовом соотношении 1 1 и при температурах 60, 100, 130 и 160° С. На основе этих данных были рассчитаны константы фазового равновесия (/( УВ нефти и экстраполированы до [c.39]